KOSEN 한인과학기술자네트워크

최근, 기후변화에 대응하여 온실가스 및 오염물질 감축을 위한 에너지 절감이 크게 요구되고
있다. 특히, 이산화탄소 배출량이 상당히 높은 항공기나 자동차와 같은 산업계에서는 차체의
무게를 줄여 소비 에너지를 줄임으로써 배출가스를 감축하고자 하는 많은 노력이 이어지고 있다. 항공기 및 차량의 상당한 무게는 금속으로 이루어진 차제로 인한 것으로, 차체를 경량화 할 경우에너지 절감 효과가 상당히 높기 때문이다. 또한, 전기차의 경우 주행거리를 늘리기 위해 소재 경량화를 필수적으로 추진하고 있기도 하다. 그러나, 항공기 및 자동차와 같은 운송수단은 안전성 확보가 무엇보다 중요하며, 따라서 오랜 시간에 거쳐 이미 검증이 완료된 금속을 대체하는 소재를 찾기란 쉽지 않다. 이는 즉, 가벼우면서 높은 강도와 경도 및 연성을 지니고, 필요에 따라서는 전기 전도성 및 내습성의 기능도 함께 있어야 한다.

이러한 까다로운 조건을 충족하기 위해, 두가지 물질을 조합하여 새롭게 강화된 기능을 갖는
복합소재를 만들어 내기 위한 기술개발이 오랜 시간 동안 진행되어 왔다. 그동안 여러 형태의
복합재료 기술이 개발되었으나, 최근 탄소섬유와 같은 섬유형 복합소재에 관심이 높아지고 있는데, 탄소섬유의 경우 폴리머 소재와 복합하여 고탄성·고강도의 초경량 고기능 소재를 만들어 낼 수 있기 때문이다. 이에 따라, 탄소강화섬유복합소재는 일정 부품 등에 사용되는 2 차 구조재료에서 항공기나 자동차의 몸체가 되는 1 차 구조재료로 활용이 가능해질 것으로 기대를 모으고 있다.  그러나, 보다 폭넓은 상용화를 위해서는 제조 기술상 해결해야 할 과제들도 아직 많이 남아 있다. 무엇보다 인장강도를 충분히 높여주어야 하고, 저렴한 비용으로 대면적 대량생산이 가능해져야 한다.

이러한 고기능성 복합재료의 대량생산기술과 관련하여 최근 나노탄소기반 복합소재기술이
큰 관심을 끌고 있다. 그 이유는 탄소나노튜브(Carbon nanotubes; CNT) 및 그래핀
(Graphene)의 소재합성기술이 최근 큰 진전을 이루었기 때문이다(*탄소나노튜브는 탄소섬유와
물질 상 동소체이기는 하나 여기서 소개하는 두 물질은 형태 및 제조 방법에서 완전히 다른 소재임).

CNT 와 그래핀은 각각 1 차원 및 2 차원 물질로서 원자층 물질로서의 두께 대비 표면적이 압도적으로 큰 것은 물론이고, 강도와 탄성율이 그동안 알려진 물질 중에서는 가장 우수하여 복합소재 강화 재료로서 가장 우수한 후보 물질로 인식되고 있다(강도와 탄성율은 탄소섬유보다 월등히 우수하며, 현존하는 재료 중 가장 뛰어난 것으로 평가되고 있음). 반면, 이러한 우수성에도 불구하고 CNT 나 그래핀을 경량강화 소재에 사용하는 데는 기술적으로 개선해야 하는 점들이 아직 산재해 있는데, CNT/그래핀 나노소재의 균일한 분산이나 동일한 농도의 복합이 어려운 점이
그 중의 하나이다.


CONTENTS
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 
개요
기술동향
   복합재료
   섬유복합소재
   탄소섬유
   그래핀 첨가 섬유강화복합소재
최근 유럽 산업 연구동향
향후전망
   항공산업
   자동차 산업

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 
자세한 내용은 첨부파일을 통해 확인하시기 바랍니다.
출처 :